Coppenrath & Wiese hat seine Drucklufterzeugung von 2017 bis 2020 komplett auf ölfrei verdichtende Kompressoren der Baureihe ZR VSD+ und modernste übergeordnete Steuerungen von Atlas Copco umgestellt. Die Kompressoren arbeiten mit einem neu konzipierten Antriebsstrang, mit darauf abgestimmten, neu entwickelten Verdichterelementen sowie mit integrierten, effizienten Adsorptionstrocknern. Dadurch sank der Strombedarf bei den Druckluftkompressoren um 20 Prozent. Zudem nutzt die Dr.-Oetker-Tochter die Verdichtungswärme, um die Heizung zu unterstützen und das Brauchwasser in der Produktion aufzuheizen.
„Obwohl unser Ausstoß kontinuierlich steigt, konnten wir unseren Druckluftverbrauch seit einigen Jahren kontinuierlich senken“, freut sich Wolfgang Menger, Energiemanager bei Conditorei Coppenrath & Wiese in Mettingen bei Osnabrück. „Vor sechs oder sieben Jahren haben wir mit einem Druckluftmanagement begonnen, das unter anderem eine regelmäßige Suche nach Leckagen und deren Behebung vorsieht. Außerdem setzen wir in der Produktion auf immer effizientere Maschinen und eine kontinuierliche Fertigung ohne Start-Stopp-Betrieb. Damit reduzieren wir die Leerlaufzeiten, womit wir Druckluft und letztlich Energie sparen.“
Der Standort in Mettingen wurde 1992 in Betrieb genommen und über die Jahre mehrmals erweitert. Heute werden in drei Hallen Kuchen, Sahnetorten und Brötchen gebacken, eingefroren und verpackt. Die Goldstücke, Blechkuchen, Feinste-Sahne-Torten und viele andere Produkte sind den Kunden aus der Tiefkühltheke bekannt. 260.000 Sahnetorten, 700.000 Blechkuchen, über 4 Millionen Brötchen und viele weitere Leckereien werden täglich bei Coppenrath & Wiese in Mettingen hergestellt. Dafür werden Tag für Tag unter anderem 900.000 Eier aufgeschlagen, 80.000 Liter Sahne und 1.000 Liter Schwarzwälder Kirschwasser verarbeitet. Die Produktionslinien des Spezialisten für Tiefkühlkost, der seit 2015 zur Oetker-Gruppe gehört, fordern viel Druckluft an, vor allem für die Zylinder und Ventile der Produktionsanlagen und Verpackungsmaschinen. Alle drei Werke zusammen - nummeriert mit CW2, CW3 und CW4 - benötigen im Schnitt gut 78 Kubikmeter Druckluft pro Minute (m3/min). Bis auf das Wochenende, da sinkt der Bedarf auf etwa 10 Prozent, weil nicht gebacken wird. Nur zur Druckerhaltung und für die Kälteanlagen wird etwas Druckluft gebraucht.
Dass die Herstellung nun trotz höheren Ausstoßes mit weniger Energie für die Drucklufterzeugung auskommt, liegt zum großen Teil auch an der sukzessiven Optimierung der drei Druckluftstationen samt Umrüstung auf ölfrei verdichtende, effiziente Kompressoren von Atlas Copco. „Wir haben die Druckluft hier traditionell mit öleingespritzten Kompressoren erzeugt und über Trockner und diverse Filter aufbereitet“, erklärt Wolfgang Menger. „Der Aufbereitungsaufwand war nicht unerheblich, so dass wir beschlossen, auf ölfreie Verdichtung umzusteigen.“ Der Startschuss fiel mit dem Bau der neuen Produktionshalle CW4, in der Brötchen und Blechkuchen hergestellt werden - zwei Produktgruppen, deren Nachfrage in den letzten Jahren stetig stark gestiegen sei, wie Menger ausführt. So ging in diesem Werk 2017 die erste Druckluftstation mit komplett ölfrei verdichtenden Kompressoren von Atlas Copco ans Netz.
Mit dieser ersten Station, die drei kleinere Z-Kompressoren von Atlas Copco umfasst, hat Coppenrath & Wiese laut Menger sehr gute Erfahrungen gemacht. „2019 und 2020 haben wir dann die beiden großen Druckluftstationen CW2 und CW3 umgerüstet“, so Menger weiter. „Dafür stand uns bereits die allerneueste Technik von Atlas Copco zur Verfügung, die 2017 noch nicht auf dem Markt war: die ölfreien ZR-VSD+-Maschinen mit ihren sehr effizienten Permanentmagnetmotoren und der neuen Generation der Umrichter und Verdichterelemente, VSD+.“
In der Druckluftstation für die Produktion CW2 - die Anlage wurde 1992 in Betrieb genommen - stehen nun, seit etwa einem Jahr, drei ölfrei verdichtende und drehzahlgeregelte Kompressoren des neuen Typs ZR 145 VSD+ FF mit jeweils 145 Kilowatt (kW) installierter Motorleistung sowie ein kleiner, luftgekühlter ZT 37 VSD FF mit 37 kW, der auf Notstrom läuft und für die Wochenendlast zuständig ist. „Im Sommer 2020 haben wir im nächsten Schritt die Druckluftstation in CW3 komplett erneuert“, berichtet Wolfgang Menger. Hier stehen nun zwei ZR 160 VSD+ FF und ebenfalls ein ZT 37 VSD FF von Atlas Copco sowie derzeit noch zwei alte Maschinen eines anderen Herstellers, die in der letzten Phase dieses Projektes im Frühjahr 2021 gegen zwei weitere ZR 145 VSD+ FF ausgetauscht werden sollen. Insgesamt werden damit in den Werken CW2 und CW3 zwölf alte Kompressoren durch die modernere und effizientere, ölfreie Technik von Atlas Copco ersetzt worden sein. Die Investition wurde übrigens wegen der damit verbundenen Energieeffizienzsteigerung zu 30 Prozent vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert.
Die neuen ZR-VSD+-Kompressoren verfügen über hochmoderne Verdichterelemente, ein neues Kühlerdesign sowie eine verbesserte Steuerung. Alle Komponenten sind in einem kompakten, schallisolierten Gehäuse untergebracht, so dass der ZR nur noch an das Stromnetz, die Druckluft- und Kühlwasserleitungen angeschlossen werden muss. Angetrieben werden die großen Kompressoren - der Typen ZR 75-160 VSD+ mit 75 bis 160 kW - von je zwei leistungsstarken Permanentmagnetmotoren und den in dieser Baureihe erstmals eingesetzten Neos-Frequenzumrichtern zur Drehzahlregelung. Die Permanentmagnetmotoren erfüllen bereits heute die Referenzwerte der künftigen Effizienzklasse 5 (IE5). Zudem ermöglicht es das Atlas-Copco-eigene Konzept mit zwei Motoren und einem intelligenten Steuerungsalgorithmus, dass beide Verdichtungselemente mit unterschiedlicher Drehzahl laufen, was die Effizienz deutlich verbessert.
„Unser Energieverbrauch für die Drucklufterzeugung ist mit der Umrüstung der beiden großen Stationen in den Jahren 2019 und 2020 um etwa 20 Prozent gesunken“, sagt Wolfgang Menger. „Und eine oder zwei Maschinen kommen ja in den nächsten Wochen noch hinzu, dann holen wir wirklich alles heraus, was geht!“ Da die ZR-Kompressoren neuerdings auch in die Wärmerückgewinnung eingebunden sind, sinkt die Energierechnung noch weiter. „Beim Gas sparen wir nun etwa zwei Prozent“, ergänzt Menger. „Das hört sich vielleicht nicht viel an, aber wir brauchen hier zum Backen der Torten und Brötchen, zur Dampferzeugung für die Schwaden und die CIP-Reinigung schon sehr viel Gas!“
„Allein aus der Verdichtungsenergie der drei ZR-Kompressoren in CW2 holen wir circa 125 Kilowatt an Wärmeleistung heraus“, erklärt der Energiemanager. „Damit erhitzen wir das Wasser, das für die tägliche Reinigung der Produktionsanlagen benötigt wird.“ Durch die Wärmerückgewinnung aus der Kälteanlage werde das Wasser auf die notwendige Temperatur von etwa 65 Grad Celsius vorerwärmt. In der Energiebilanz kommt zu den 125 kW aus der Station CW2 noch die Verdichtungswärme der Kompressoren im Werk CW3: „Dort heben wir damit die Temperatur im Heizungsrücklauf an“, sagt Wolfgang Menger. Die Idee für diesen Teil der Wärmenutzung sei noch recht frisch und machte zum Zeitpunkt dieses Berichts über 90 kW aus. „Um das möglich zu machen und auch zu messen, haben wir dann in diesem Jahr alle Kompressoren in unsere TGA-Prozesssteuerung und das Energiemonitoring eingebunden.“ (TGA = Technische Gebäudeausrüstung, d. Red.)
